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학술저널
저자정보
이재범 (Ulsan National Institute of Science and Technology) 이영주 (울산과학기술원) 김현준 (울산과학기술원) 심성한 (울산과학기술원) 김지만 (한국건설기술연구원)
저널정보
국제구조공학회 Smart Structures and Systems, An International Journal Smart Structures and Systems, An International Journal Vol.17 No.1
발행연도
2016.1
수록면
149 - 165 (17page)

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Floods have been known to be one of the main causes of bridge collapse. Contrary to earthquakes, flood events tend to occur repeatedly and more frequently in rainfall areas; flood-induced damage and collapse account for a significant portion of disasters in many countries. Nevertheless, in contrast to extensive research on the seismic fragility analysis for civil infrastructure, relatively little attention has been devoted to the flood-related fragility. The present study proposes a novel methodology for deriving flood fragility curves for bridges. Fragility curves are generally derived by means of structural reliability analysis, and structural failure modes are defined as excessive demands of the displacement ductility of a bridge under increased water pressure resulting from debris accumulation and structural deterioration, which are known to be the primary causes of bridge failures during flood events. Since these bridge failure modes need to be analyzed through sophisticated structural analysis, flood fragility curve derivation that would require repeated finite element analyses may take a long time. To calculate the probability of flood-induced failure of bridges efficiently, in the proposed framework, the first order reliability method (FORM) is employed for reducing the required number of finite element analyses. In addition, two software packages specialized for reliability analysis and finite element analysis, FERUM (Finite Element Reliability Using MATLAB) and ABAQUS, are coupled so that they can exchange their inputs and outputs during structural reliability analysis, and a Python-based interface for FERUM and ABAQUS is newly developed to effectively coordinate the fragility analysis. The proposed framework of flood fragility analysis is applied to an actual reinforced concrete bridge in South Korea to demonstrate the detailed procedure of the approach.

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참고문헌 (27)

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AASHTO / 2012 / AASHTO LRFD Bridge Design Specifications google schola Caltrans / 2006 / Seismic Design Criteria / Sacramento google schola Dawson, R. / 2005 / Sampling-based flood risk analysis for fluvial dike systems / Stochastic Environmental Research and Risk Assessment 19(6):388~402 google schola Deco, A. / 2011 / Risk assessment of highway bridges under multiple hazards / J. Risk Res 14(9):1057~1089 google schola Der Kiureghian, A. / 2005 / Engineering Design Reliability Handbook / CRC Press google schola

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